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    [技术]FRED应用:准直透镜模拟与优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 [DxefYyI  
    !wd'::C  
    本文您将会学到如下内容: E ;!<Z4  
    透镜基本参数输入; `_1(Q9Q  
    优化变量与评价函数设定; @mx$sNDkL  
     优化; 6%kJDY.  
     照度分析; '^U tbp2<  
    7<:Wq=e!r  
    2. 操作流程 }@14E-N=  
    'q92E(  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 u\XkXS`  
    WY"Y)S  
    Fi'M"^:r {  
    x_<bK$OU  
    2) 创建透镜 30?LsYXL62  
     @yt 2_  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens R6!cK[e]4  
    K3rBl!7v  
    ^m_^  
    VyWYfPK  
    3) 输入透镜参数 .%?- As  
    WQ[}&kY~  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 5@czK*5  
    j/H>0^  
    zg#m09[4  
    GsIwY {d  
    1l+kO,X]  
    将第二面的圆锥系数改为-1 #0bO)m+NZ  
    " ^HK@$  
    4) 创建LED光源 v7;J%9=0D`  
    2(m85/Hr\;  
    h `\$sT!Z  
    光源类型为Random plane ; @S}/g/+2  
    光线数为10000; 1Xy8|OFc[  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; v /R[?H)  
    形状选为椭圆; l'*^$qc  
    mRhd/|g*  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. F qeV3 N  
    半径选择60度 "1XXE3^^  
    类型选择 Lambertian z\fW )/  
    形状选择 Elliptical YDQ:eebg(  
    `^7:7Wr]=  
    波长选择默认默认波长 YV/>8*i  
    Power默认为1 watts DX}B0B  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm L*g. 6+2  
    :}y9$p  
    `$s)X$W?  
    LED光源设定办法 &?.n2+T+ =  
    3 p/b  
    D]IBB>F  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Y5dD|]F|  
    G2.|fp_}pG  
    5D,.^a1 A  
    波长设定,颜色选为绿色 #D+7TWDwNt  
    -S"5{N73  
    @#RuSc  
    功率设定(在Power units选择Watts) 0b/i r2  
    v*E(/}<v  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane %35L=d[  
    CRH{E}>  
    7~_I=-  
    创建平面探测器(plane) w8O" =},  
    %*wzO9w4  
    ;{vwBDV!'  
    wfgqgPo!v  
    6) 创建分析面 & _; y.!  
    9O;cJ)tXY  
    ,7GWB:Sk  
    l DN"atSf  
    光线滤光器设置 dsJm>U)  
    U{6oLqwq3Y  
    7) 执行光线追迹 33Jd!orXU  
    bEm7QgV{X  
    U-i.(UyZ  
    "~F3*lk#E  
    7R}9oK_I  
    4({( i  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ,`k _|//}=  
    RK[D_SmS  
    lVz9k  
    8) 优化设定 `vd= ec  
    <$%X<sDkq  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ! QM.P t7c  
    DAfyK?+UL  
    rcV-_+KE(B  
    ^$v3eKA  
    n]Zk;%yL  
    定义变量
    e,>%Z@92(  
    NYwR2oX  
    y<pnp?x4  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) >nzu],U  
    ';0 qj$ #  
    ]1D%zKY%$Z  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) (D<(6?  
    ]mQw,S)/"  
    9) 优化 =<c#owe:m  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 r> k-KdS  
    {%C*{,#+8q  
    j%L&jH 6@  
    ]PWDE"  
    9i5tVOhE  
    优化结束后会弹出如下报告 Qck| #tc  
    UDy(dn>J:J  
    w]u@G-e  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 OoBCY-gj*  
    )[L^Dmd,  
    10) 光线追迹与结果分析 G,f-.  
    %dMqpY7"  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    k1^\|   
    DZ$` 4;C[  
    P?LlJ 5hn  
    \(~wZd  
    优化后透镜的面型如下: ,E;;wdIt  
    透镜渲染效果
    AH#4wPxF  
    4jNG^@O  
     
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